(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置と、前記操舵比可変装置を制御する制御手段とを有し、運転者の操舵操作の伝達経路について見て前記操舵比可変装置は前記パワーステアリング装置よりも前記入力部材の側に配設された車両の操舵制御装置に於いて、
前記パワーステアリング装置及び前記操舵比可変装置は共通の電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、
前記制御手段は前記パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な前記操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と前記操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さい状況のときには、前記転舵駆動速度の差の大きさが大きい状況のときに比して、前記操舵比可変装置による前記入力部材に対する前記出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくする
ことを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには前記転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は前記操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際に前記パワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値と前記パワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには、前記操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、前記操舵比可変装置による前記入力部材に対する前記出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は前記操舵補助力の差の大きさが小さいときには前記操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項５】
操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置と、前記操舵比可変装置を制御する制御手段とを有し、運転者の操舵操作の伝達経路について見て前記操舵比可変装置は前記パワーステアリング装置よりも前記入力部材の側に配設された車両の操舵制御装置に於いて、
前記パワーステアリング装置及び前記操舵比可変装置は共通の電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、
前記制御手段は前記パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な前記操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と前記操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さい状況のときには前記転舵駆動速度の差の大きさが大きい状況のときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の第一の制限値を設定し、前記操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際に前記パワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値と前記パワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さい状況のときには前記操舵補助力の差の大きさが大きい状況のときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の第二の制限値を設定し、前記第一及び第二の制限値のうちの小さい方の値を最終の制限値に設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記最終の制限値を越える状況のときには前記相対駆動速度の大きさを前記最終の制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記最終の制限値以下である状況のときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は前記電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには前記電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくすることを特徴とする請求項１又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は操舵輪の舵角の大きさが大きいときには操舵輪の舵角の大きさが小さいときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくすることを特徴とする請求項１又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は路面の摩擦係数の情報を取得し、路面の摩擦係数が低いときには路面の摩擦係数が高いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくすることを特徴とする請求項１又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は車両の進行方向変更の緊急度が高いときには車両の進行方向変更の緊急度が低いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくすると共に、前記電源より供給される電気エネルギーを使用して作動する他の装置の出力を制限することを特徴とする請求項１又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１０】
前記制御手段は車速の情報を取得し、前記車速が低いときには前記車速が高いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１１】
前記制御手段は前記電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには前記電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して前記制限値が小さくなるよう、前記電源が供給可能な電気エネルギーに応じて前記制限値を可変設定することを特徴とする請求項２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１２】
前記制御手段は前記電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには前記電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して前記第一の制限値、前記第二の制限値、前記最終の制限値の少なくとも一つが小さくなるよう、前記電源が供給可能な電気エネルギーに応じて少なくとも一つの制限値を可変設定することを特徴とする請求項５に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１３】
前記制御手段は車速の情報を取得し、前記車速が低いときには前記車速が高いときに比して前記制限値を小さくすることを特徴とする請求項２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は車速の情報を取得し、前記車速が低いときには前記車速が高いときに比して前記第一の制限値、前記第二の制限値、前記最終の制限値の少なくとも一つを小さくすることを特徴とする請求項５に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１５】
前記制御手段は車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１６】
前記制御手段は車速が前記第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項１５に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１７】
前記制御手段は車速が前記第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項１８】
前記制御手段は車速が前記第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項１７に記載の車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵制御装置に係り、更に詳細には操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置とを備えた車両の操舵制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の操舵制御装置の一つとして、操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより操舵比を変更する電動式の操舵比可変装置とを備えた操舵制御装置はよく知られている。
【０００３】
また例えば下記の特許文献１に記載されている如く、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置へ電力を供給する電源が共通であり、電源電圧の低下に起因してパワーステアリング装置及び操舵比可変装置が作動しなくなることを防止すべく、電源電圧が所定値以下になると、操舵比を小さくして操舵比可変装置を停止することも既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８７６５７号公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
一般に、電動式のパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力（アシストトルク）は、有限であると共に、操舵輪の転舵駆動速度が高いほど小さい。換言すれば電動式のパワーステアリング装置がそれに要求される操舵補助力を発生可能な操舵輪の転舵駆動速度の最大値は、操舵補助力が高いほど小さい。
【０００６】
そのため電源電圧が所定値よりも十分に高い状況であっても、操舵比可変装置によって出力部材が入力部材に対し大きく増速駆動されたり、運転者により非常に速い操舵操作が行われたりすることにより、操舵輪の転舵駆動速度が高くされると、所要の操舵補助力が発生しない所謂アシスト切れの状態になる虞れがある。即ち操舵輪の転舵駆動速度が高くなることにより、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力が相対的にパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力よりも高くなる虞れがある。
【０００７】
尚アシスト切れの問題は操舵輪の転舵駆動速度の上昇による場合だけでなく、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力が上昇する場合にも発生する。またアシスト切れの問題は電源電圧が所定値よりも十分に高い状況であっても発生する。従って上記特許文献１に記載された操舵制御装置に於いて、電源電圧の所定値を高く設定しても、上記操舵輪の転舵駆動速度の上昇に伴うアシスト切れの問題を解消することはできない。
【０００８】
またパワーステアリング装置として高い操舵補助力を発生可能なものを使用すれば、操舵輪の転舵駆動速度若しくは要求される操舵補助力が高くなってもアシスト切れの状態が生じる虞れを低減することができる。しかしその場合には高出力で大型のパワーステアリング装置が必要であり、また高電圧で大容量の電源も必要である。従って操舵制御装置の大型化や高コスト化が避けられず、また操舵制御装置の車両搭載性が低下する。
【０００９】
本発明の主要な目的は、操舵輪の転舵駆動速度若しくはパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることにより、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力が相対的にパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力よりも高くなる虞れがあるときには、操舵輪の転舵駆動速度が過大にならないよう操舵比可変装置の制御量を修正することにより、パワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを低減することである。
【００１０】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置と、操舵比可変装置を制御する制御手段とを有し、運転者の操舵操作の伝達経路について見て操舵比可変装置はパワーステアリング装置よりも入力部材の側に配設された車両の操舵制御装置に於いて、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置は共通の電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段はパワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さい状況のときには、転舵駆動速度の差の大きさが大きい状況のときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする車両の操舵制御装置、又は操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置と、操舵比可変装置を制御する制御手段とを有し、運転者の操舵操作の伝達経路について見て操舵比可変装置はパワーステアリング装置よりも入力部材の側に配設された車両の操舵制御装置に於いて、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置は共通の電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段はパワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さい状況のときには転舵駆動速度の差の大きさが大きい状況のときに比して小さくなるよう相対駆動速度の第一の制限値を設定し、操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さい状況のときには操舵補助力の差の大きさが大きい状況のときに比して小さくなるよう相対駆動速度の第二の制限値を設定し、第一及び第二の制限値のうちの小さい方の値を最終の制限値に設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値を越える状況のときには相対駆動速度の大きさを最終の制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値以下である状況のときには相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする車両の操舵制御装置が提供される。
【００１５】
上記前者の構成によれば、パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さい状況のときには、転舵駆動速度の差の大きさが大きい状況のときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさが小さくされる。従って相対駆動速度の大きさが小さくされない場合に比して操舵輪の転舵駆動速度を確実に低くすることができ、これにより緊急回避操舵時の如く操舵輪の転舵駆動速度が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを確実に低減することができる。
また上記前者の構成によれば、パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが大きい状況のときには、出力部材の相対駆動速度の大きさは小さくされない。従って操舵輪の転舵駆動速度が高くパワーステアリング装置に必要な電力が高くても、上記差の大きさが大きくアシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて、相対駆動速度の大きさが不必要に低下されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比が不必要に低下されることを確実に防止することができる。
また上記後者の構成によれば、パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さい状況のときには転舵駆動速度の差の大きさが大きい状況のときに比して小さくなるよう、また操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さい状況のときには操舵補助力の差の大きさが大きい状況のときに比して小さくなるよう、最終の制限値が設定され、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値を越える状況のときには相対駆動速度の大きさが最終の制限値に制限される。
従って操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値を越えることを確実に防止することができ、これにより緊急回避操舵時の如く操舵輪の転舵駆動速度が高くなること若しくは据え切り時の如くパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
また上記後者の構成によれば、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値以下である状況のときには相対駆動速度の大きさが制限されないので、操舵輪の転舵駆動速度が高くなること若しくはパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて、相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止することができる。
【００１６】
また上記構成に於いて、制御手段は転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
【００１７】
この構成によれば、転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値が設定され、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさが制限値に制限される。従って操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えることを確実に防止することができ、これにより操舵輪の転舵駆動速度が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
【００１８】
また上記構成に於いて、制御手段は操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには、操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
【００１９】
この構成によれば、操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには、操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさが小さくされる。従って相対駆動速度の大きさが小さくされない場合に比して操舵輪の転舵駆動速度を確実に低くすることができ、これにより据え切り時の如くパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを確実に低減することができる。
【００２０】
また上記構成に於いて、制御手段は操舵補助力の差の大きさが小さいときには操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
【００２１】
この構成によれば、操舵補助力の差の大きさが小さいときには操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値が設定され、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさが制限値に制限される。従って操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えることを確実に防止することができ、これによりパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
【００２２】
また上記構成に於いて、制御手段は前記電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくするようになっていてよい。
【００２３】
一般に、操舵輪の任意の転舵駆動速度について見て、電動式のパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力の最大値は、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して小さい。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低下することに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなる虞れがある。よって電源が供給可能な電気エネルギーが低下することに起因するアシスト切れの虞れをも低減するためには、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して、操舵輪の転舵駆動速度の大きさが低下するよう操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが低下されることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が大きくされる。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が小さいときには、電源が供給可能な電気エネルギーが高くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が大きいときに比して、相対駆動速度の大きさを確実に小さくすることできる。よって電源が供給可能な電気エネルギーの変動に拘らず確実にアシスト切れの虞れを低減することができる。
【００２６】
また上記構成に於いて、制御手段は操舵輪の舵角の大きさが大きいときには操舵輪の舵角の大きさが小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくするようになっていてよい。
【００２７】
一般に、操舵輪の舵角の大きさが大きいほど、操舵輪のセルフアライニングトルクに起因して電動パワーステアリング装置の負荷が高くなるので、電動パワーステアリング装置に要求されるアシストトルクが高くなり、電動パワーステアリング装置に必要とされる電力が高くなる。従って操舵輪の舵角の大きさが大きいほど、アシスト切れが生じ易くなる。
【００２８】
上記構成によれば、操舵輪の舵角の大きさが大きいときには操舵輪の舵角の大きさが小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が大きくされるので、電動パワーステアリング装置に必要とされる電力が高いときには操舵輪の転舵速度を確実に低くすることができる。よってパワーステアリング装置が発生し得る操舵補助力を高くすることができ、これにより電動パワーステアリング装置に必要とされる電力が高くなる状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
【００２９】
また上記構成に於いて、制御手段は路面の摩擦係数の情報を取得し、路面の摩擦係数が低いときには路面の摩擦係数が高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくするようになっていてよい。
【００３０】
また一般に、操舵輪が転舵される際の電動パワーステアリング装置の負荷は路面の摩擦係数によって異なり、路面の摩擦係数が低いほど電動パワーステアリング装置の負荷が低くなるので、電動パワーステアリング装置に必要とされる電力も低くなる。
【００３１】
上記構成によれば、路面の摩擦係数が低いときには路面の摩擦係数が高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が小さくされるので、路面の摩擦係数が高い状況に於いて電動パワーステアリング装置の負荷が高くなる場合のアシスト切れを効果的に防止しつつ、路面の摩擦係数が低い状況に於いて操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが不必要に小さくされ操舵輪の転舵駆動速度が不必要に低くされることを効果的に防止することができる。
【００３２】
また上記構成に於いて、制御手段は車両の進行方向変更の緊急度が高いときには車両の進行方向変更の緊急度が低いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくすると共に、電源より供給される電気エネルギーを使用して作動する他の装置の出力を制限するようになっていてよい。
【００３３】
この構成によれば、車両の進行方向変更の緊急度が高いときには車両の進行方向変更の緊急度が低いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が小さくされるので、相対駆動速度の低下を抑制して操舵輪を効率的に転舵し、これにより車輌の進行方向を効果的に変更することができる。また電源より供給される電気エネルギーを使用して作動する他の装置の出力が制限され、他の装置による電源の電気エネルギーの消費が低減されるので、電源よりパワーステアリング装置へ供給される電気エネルギーが不足する虞れを低減し、これによりアシスト切れの虞れを効果的に低減することができる。
【００３４】
また上記構成に於いて、制御手段は車速の情報を取得し、車速が低いときには車速が高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
【００３５】
一般に、低車速域に於いては操舵輪の転舵駆動に対する路面よりの反力が大きいので、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは中高車速域に比して大きくなる。また据え切り等の操舵輪の転舵駆動角度の大きさが大きい操舵が行われるのは低車速域であるので、操舵比可変装置により制御される操舵比は低車速域に於いては増速の操舵比に制御される。よって低車速域に於いては中高車速域に比して、操舵比可変装置により操舵比が増速制御されること及びパワーステアリング装置の操舵補助力の大きさが大きくなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れが高く、その虞れは車速が低いときには車速が高いときに比して高い。
【００３６】
上記構成によれば、車速の情報が取得され、車速が低いときには車速が高いときに比して相対駆動速度の大きさが小さくされるので、車速に応じて相対駆動速度の大きさが増減されない場合に比して、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさが比較的大きい状況に於いて操舵輪の転舵駆動速度が高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れを効果的に低減することができる。
【００３７】
また上記構成に於いて、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して制限値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて制限値を可変設定するようになっていてよい。
【００３８】
この構成によれば、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して制限値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて制限値が可変設定される。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が小さいときには、電源が供給可能な電気エネルギーが高くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が大きいときに比して、相対駆動速度の大きさを確実に小さくすることできる。よって電源が供給可能な電気エネルギーの変動に拘らず確実にアシスト切れを防止することができる。
【００３９】
また上記構成に於いて、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して第一の制限値、第二の制限値、最終の制限値の少なくとも一つが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて少なくとも一つの制限値を可変設定するようになっていてよい。
【００４０】
この構成によれば、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して第一の制限値、第二の制限値、最終の制限値の少なくとも一つが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて少なくとも一つの制限値が可変設定される。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が小さいときには、電源が供給可能な電気エネルギーが高くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が大きいときに比して、相対駆動速度の大きさを確実に小さくすることできる。よって電源が供給可能な電気エネルギーの変動に拘らず確実にアシスト切れを防止することができる。
【００４１】
また上記構成に於いて、制御手段は車速の情報を取得し、車速が低いときには車速が高いときに比して制限値を小さくするようになっていてよい。
【００４２】
また上記構成に於いて、制御手段は車速の情報を取得し、車速が低いときには車速が高いときに比して第一の制限値、第二の制限値、最終の制限値の少なくとも一つを小さくするようになっていてよい。
【００４３】
これらの構成によれば、アシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止しつつ、車速が低い状況に於いて操舵輪が比較的速い速度にて転舵駆動されることによりパワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが高くなることに起因してアシスト切れの状態になることを効果的に防止することができる。
【００４４】
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
【００４５】
一般に、据え切り操舵時の如く車速が低い状況に於いて操舵輪が大きい角度範囲に亘り比較的速く転舵される場合には、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが大きい状況に於いて更に大きくなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れが高くなる。従って車速が低く且つ操舵速度の大きさが大きいか否かの判定によりアシスト切れの虞れが高いか否かを判定することができる。
【００４６】
上記構成によれば、車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であり、アシスト切れの虞れが高いときには、車速が第一の車速基準値よりも高く若しくは操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも小さく、アシスト切れの虞れが低いときに比して操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが小さくされる。従ってアシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に小さくされること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に低下されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが更に大きくなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れを効果的に低減することができる。
【００４７】
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
【００４８】
この構成によれば、アシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが更に大きくなることに起因してアシスト切れの状態になることを効果的に防止することができる。
【００４９】
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
【００５０】
一般に、障害物に衝突することを回避する緊急回避操舵時、特に緊急回避のための切り増し操舵後の切り戻し操舵時の如く、車速が高い状況に於いて操舵輪が非常に高い速度にて比較的大きい角度範囲に亘り転舵される場合には、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは小さいが操舵輪の転舵駆動速度が非常に高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れが高くなる。従って車速が高く且つ操舵速度の大きさが非常に大きいか否かの判定によりアシスト切れの虞れが高いか否かを判定することができる。
【００５１】
上記構成によれば、車速が第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であり、アシスト切れの虞れが高いときには、車速が第二の車速基準値よりも低く若しくは操舵速度の大きさが第二の操舵速度基準値よりも小さく、アシスト切れの虞れが低いときに比して操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが小さくされる。従ってアシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に小さくされること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは小さいが操舵輪の転舵駆動速度が非常に高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れを効果的に低減することができる。
【００５２】
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
【００５３】
この構成によれば、アシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは小さいが操舵輪の転舵駆動速度が非常に高くなることに起因してアシスト切れの状態になることを効果的に防止することができる。
【００５４】
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は発生可能な操舵補助力の最大値が操舵輪の転舵駆動速度の大きさが大きいほど小さい出力特性を有するようになっていてよい。
【００５５】
また上記構成に於いて、操舵比可変装置は運転者の操舵操作により駆動される入力軸に対し相対的に出力軸を回転駆動することにより操舵比を変更するようになっていてよい。
【００５６】
また上記構成に於いて、制御手段は少なくとも車速に基づいて目標ステアリングギヤ比を演算し、目標ステアリングギヤ比に基づいて出力軸の目標回転角を演算し、出力軸の回転角が目標回転角になるよう入力軸に対し相対的に出力軸を回転駆動するようになっていてよい。
【００５７】
また上記構成に於いて、制御手段は転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには、転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して、入力軸に対する出力軸の相対回転速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
【００５８】
また上記構成に於いて、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して転舵駆動速度の差の大きさが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて転舵駆動速度の差の大きさを修正するようになっていてよい。
【００５９】
また上記構成に於いて、制御手段は操舵比可変装置による操舵比の変更が行われないと仮定した場合に於ける入力部材の駆動速度に基づいて操舵輪の実際の転舵駆動速度を推定するようになっていてよい。
【００６０】
また上記構成に於いて、制御手段は操舵補助力とその操舵補助力を発生可能な操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値との関係を記憶する手段を有し、パワーステアリング装置が発生する操舵補助力に基づいて上記関係より操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値を演算するようになっていてよい。
【００６１】
また上記構成に於いて、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して上記操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて上記関係を修正するようになっていてよい。
【００６２】
また上記構成に於いて、制御手段は操舵補助力の差の大きさが小さいときには、操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、入力軸に対する出力軸の相対回転速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
【００６３】
また上記構成に於いて、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して操舵補助力の差の大きさが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて操舵補助力の差の大きさを修正するようになっていてよい。
【００６４】
また上記構成に於いて、制御手段は操舵輪の転舵駆動速度とその転舵駆動速度にてパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力の最大値との関係を記憶する手段を有し、操舵輪の転舵駆動速度に基づいて前記関係よりパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力の最大値を演算するようになっていてよい。
【００６５】
また上記構成に於いて、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して上記操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて上記関係を修正するようになっていてよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による車両の操舵制御装置の第一の実施例を示す概略構成図である。
【図２】パワーステアリング装置が発生可能な操舵補助トルクの最大値と操舵輪の転舵駆動速度の大きさとの間の関係を示すグラフである。
【図３】操舵トルクＴsと目標基本アシストトルクＴabとの間の関係を示すグラフである。
【図４】車速Ｖと車速係数Ｋvとの間の関係を示すグラフである。
【図５】第一の実施例による操舵制御装置の操舵比制御装置の機能ブロック図である。
【図６】図５に示された回転速度マージン演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
【図７】図５に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
【図８】図５に示された最終目標角度演算部の目標角度制限部により達成される目標角度制限ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明による車両の操舵制御装置の第二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図１０】補正係数Ｋ5の設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】本発明による車両の操舵制御装置の第三の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図１２】補正係数Ｋ6の設定ルーチンの前半を示すフローチャートである。
【図１３】補正係数Ｋ6の設定ルーチンの後半を示すフローチャートである。
【図１４】本発明による車両の操舵制御装置の第四の実施例に於ける操舵比制御装置の機能ブロック図である。
【図１５】図１４に示されたトルクマージン演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
【図１６】図１４に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
【図１７】第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第五の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図１８】第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第六の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図１９】本発明による車両の操舵制御装置の第七の実施例に於ける操舵比制御装置の要部の機能ブロック図である。
【図２０】図１９に示された角度変化制限値演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
【図２１】第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第八の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図２２】第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第九の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図２３】第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図２４】第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十一の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図２５】第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
【図２６】運転者により非常に急激な操舵操作が行われる場合について、従来の操舵制御装置及び第一の実施例に於ける回転速度θpd及びアシストトルクＴaの変化の例を示す説明図である。
【図２７】運転者により操舵反力が非常に高くなる操舵操作が行われる場合について、従来の操舵制御装置及び第四の実施例に於ける回転速度θpd及びアシストトルクＴaの変化の例を示す説明図である。
【図２８】アシストトルクＴaと回転速度θpdとの間の関係の修正例を示すグラフである。
【図２９】回転速度マージンＭpd又はトルクマージンＭatと角度変化制限値Δθplimとの間の関係を示すグラフである。
【図３０】アシストトルクＴaと最大許容回転速度θpdmaxaと補正係数Ｋbとの間の関係を示すグラフである。
【図３１】最大許容アシストトルクＴamaxaと回転速度θpdと補正係数Ｋbとの間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。
【００６８】
第一の実施例
図１は本発明による車両の操舵制御装置の第一の実施例を示す概略構成図である。
【００６９】
図１に於いて、１０は車両１２の操舵制御装置を全体的に示しており、操舵制御装置１０はラック・アンド・ピニオン型の電動式のパワーステアリング装置１４及び操舵比可変（ＶＧＲＳ）装置１６を含んでいる。パワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６はそれぞれ電動パワーステアリング（ＥＰＳ）制御装置１８及び操舵比制御装置２０により制御される。
【００７０】
尚図１には詳細に示されていないが、電動パワーステアリング制御装置１８及び操舵比制御装置２０はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。また電動パワーステアリング制御装置１８及び操舵比制御装置２０は必要に応じて相互に情報の授受を行う。
【００７１】
また図１に於いて、２２FL及び２２FRはそれぞれ車両１２の左右の前輪を示し、２２RL及び２２RRはそれぞれ車両の左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪２２FL及び２２FRは運転者によるステアリングホイール２４の操作に応答してパワーステアリング装置１４が駆動されることによりラックバー２６及びタイロッド２８L及び２８Rを介して転舵駆動される。
【００７２】
図示の実施例に於いては、パワーステアリング装置１４はラック同軸型の電動式のパワーステアリング装置であり、電動機３２と、電動機３２の回転トルクをラックバー２６の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構３４とを有する。パワーステアリング装置１４はハウジング３６に対し相対的にラックバー２６を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する補助操舵トルクを発生する。パワーステアリング装置１４は図２に示されている如く発生可能な操舵補助トルクの最大値が操舵輪である左右前輪の転舵駆動速度の大きさが大きいほど小さい出力特性を有する。
【００７３】
尚発生可能な操舵補助トルクの最大値と操舵輪の転舵駆動速度との関係はパワーステアリング装置によって異なり、パワーステアリング装置へ電力を供給する電源の構成によっても異なる。また本発明の操舵制御装置に於けるパワーステアリング装置は、電動式に作動すると共に、上記出力特性を有するものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
【００７４】
ステアリングホイール２４はアッパステアリングシャフト３８、操舵比可変装置１６、ロアステアリングシャフト４０、ユニバーサルジョイント４２を介してパワーステアリング装置１４のピニオンシャフト４４に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、操舵比可変装置１６はハウジング４６Ａの側にてアッパステアリングシャフト３８の下端に連結され、回転子４６Ｂの側にてロアステアリングシャフト４０の上端に連結された操舵比可変転舵駆動用の電動機４６を含んでいる。
【００７５】
かくして操舵比可変装置１６はアッパステアリングシャフト３８に対し相対的にロアステアリングシャフト４０を回転駆動することにより、ステアリングホイール２４の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪２２FL及び２２FRの舵角の比、即ち操舵比（ステアリングギヤ比の逆数）を変化させるステアリングギヤ比可変装置として機能すると共に、必要に応じて運転者の操舵に関係なく左右の前輪２２FL及び２２FRをステアリングホイール２４に対し相対的に補助転舵駆動する自動転舵装置としても機能する。
【００７６】
尚電動機４６が回転しない状況に於いては、ロアステアリングシャフト４０はアッパステアリングシャフト３８に対し相対的に回転せず、アッパステアリングシャフト３８及びロアステアリングシャフト４０はあたかも一つのステアリングシャフトの如く回転する。また図１には示されていないが、操舵比可変装置１６はロック装置を有し、ロック装置は操舵比可変装置１６が正常に作動可能であるときには非作動状態に維持され、操舵比可変装置１６が正常に作動できないときには作動状態にもたらされ、これによりアッパステアリングシャフト３８に対し相対的にロアステアリングシャフト４０が回転することを阻止する。
【００７７】
図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト３８には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ５０及び操舵トルクＴsを検出するトルクセンサ５２が設けられている。操舵比可変装置１６にはハウジング４６Ａ及び回転子４６Ｂの相対回転角度を検出することによりアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の相対回転角度θreを検出する回転角度センサ５４が設けられている。操舵角センサ５０及び回転角度センサ５４の出力は操舵比制御装置２０へ供給される。尚回転角度センサ５４はロアステアリングシャフト４０の回転角度θaを検出するセンサに置き換えられ、相対回転角度θreは操舵角の差θa−θとして求められてもよい。
【００７８】
また操舵比制御装置２０にはエンジン制御装置５６よりエンジン回転数Ｎeを示す信号、電源制御装置５８より電源６０の電圧Ｖb及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄbを示す信号が入力される。更に操舵比制御装置２０には電動パワーステアリング制御装置１８よりパワーステアリング装置１４の電動機３２へ供給される電流（アシスト電流）Ｉpsを示す信号が入力される。劣化度Ｄbは電源のバッテリの経時変化等により充電容量が低下するほど高くなる値である限り、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算される値であってよい。
【００７９】
一方電動パワーステアリング制御装置１８にはトルクセンサ５２により検出された操舵トルクＴsを示す信号が入力されると共に、車速センサ６２により検出された車速Ｖを示す信号が入力される。車速Ｖを示す信号は電動パワーステアリング制御装置１８より操舵比制御装置２０へ出力される。
【００８０】
電源６０はパワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６に共通の電源であり、図には示されていないエンジンにより駆動されるオルタネータにより発電された電気により充電される。電動パワーステアリング制御装置１８は電源６０より自らの駆動回路を経てパワーステアリング装置１４の電動機３２へ供給される駆動電流の電流値を制御することにより、後述の如く補助操舵力を制御する。操舵比制御装置２０は電源６０より自らの駆動回路を経て操舵比可変装置１６の電動機４６へ供給される駆動電流の電圧値を制御することにより、後述の如く操舵比を制御する。
【００８１】
電動パワーステアリング制御装置１８は操舵トルクＴsに基づいて図３に示されたグラフに対応するマップより基本目標アシストトルクＴabを演算し、車速Ｖに基づいて図４に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvを演算し、車速係数Ｋvと基本目標アシストトルクＴabとの積として目標アシストトルクＴatを演算し、アシストトルクＴaが目標アシストトルクＴatになるようパワーステアリング装置１４の電動機３２を制御する。尚パワーステアリング装置１４の制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して補助操舵力の大きさが大きくなるよう制御される限り、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて制御されてよい。
【００８２】
操舵比制御装置２０は車速Ｖに基づいて操舵比可変装置１６の目標ステアリンクギヤ比Ｒgtを演算する。この場合目標ステアリンクギヤ比Ｒgtは車速Ｖが低い領域に於いては標準値Ｒgoよりも大きい値になり、逆に車速Ｖが高い領域に於いては標準値Ｒgoよりも小さい値になるよう演算される。従って車速Ｖが低い領域に於いては操舵比可変装置１６の速度比が増速の速度比になり、逆に車速Ｖが高い領域に於いては操舵比可変装置１６の速度比が減速の速度比になる。
【００８３】
また操舵比制御装置２０は操舵角θ及び目標ステアリンクギヤ比Ｒgtに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θptを演算する。更に操舵比制御装置２０は操舵角θ及び相対回転角度θreに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θpaを演算し、目標相対角度θptと実際の相対角度θpaとの偏差が０になるよう操舵比可変装置１６の電動機４６を制御する。
【００８４】
特に第一の実施例に於いては、操舵比制御装置２０はパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaに基づいて図２のグラフに対応するマップよりロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度（限界回転速度）θpdmaxを演算し、ロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxとロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θpdとの偏差θpdmax−θpdを回転速度マージン（回転速度余裕量）Ｍpdとして演算する。そして操舵比制御装置２０は回転速度マージンＭpdが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimを演算し、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θptと実際の相対角度θpaとの偏差に基づく単位時間当りの目標角度変化量Δθptを演算する。
【００８５】
更に操舵比制御装置２０は目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えるときには、目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimになるよう目標角度θptを修正するが、目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplim以下であるときには目標角度θptを修正しない。即ち操舵比制御装置２０は目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えないよう、必要に応じて目標角度θptを修正する。
【００８６】
また第一の実施例に於いては、操舵比制御装置２０はエンジン回転数Ｎe、電源６０の電圧Ｖb、及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄbに基づいて補正係数Ｋb（０よりも大きく１よりも小さい値）を演算する。この場合補正係数Ｋbは、エンジン回転数Ｎeに基づいて推定されるオルタネータによる発電が行われていない可能性が高いほど小さくなる。また補正係数Ｋbは、電源６０の電圧Ｖb及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄbに基づいて推定される供給可能な電気エネルギーが低いほど小さくなる。そして操舵比制御装置２０はロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxに補正係数Ｋbを乗算することにより、最大許容回転速度θpdmaxを補正係数Ｋbにて補正する。
【００８７】
図５は第一の実施例による操舵制御装置１０の操舵比制御装置２０の機能ブロック図であり、図６は図５に示された回転速度マージン演算部を詳細に示す機能ブロック図であり、図７は図５に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図であり、図８は図５に示された最終目標角度演算部の目標角度制限部により達成される目標角度制限ルーチンを示すフローチャートである。尚図５乃至図７に示された機能ブロック図による制御及び図８に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００８８】
図５に示されている如く、操舵比制御装置２０は目標相対角度演算部７０と、目標相対角度変化量演算部７２と、回転速度マージン演算部７４と、角度変化制限値演算部７６と、最終目標相対角度演算部７８とを有している。
【００８９】
後に詳細に説明する如く、目標相対角度演算部７０は操舵角θ及び車速Ｖに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θptを演算し、目標相対角度変化量演算部７２は目標相対角度θptと実際の相対角度θpaとの偏差としてロアステアリングシャフト４０の目標相対角度変化量Δθptを演算する。回転速度マージン演算部７４はアシスト電流Ｉps、操舵角θの時間微分値である操舵角速度θd等に基づいて回転速度マージンＭpdを演算する。
【００９０】
角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭpdに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimを演算する。更に最終目標相対角度演算部７８はアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θpt、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度変化量Δθpt、角度変化制限値Δθplimに基づいてロアステアリングシャフト４０の最終の目標相対角度θptを演算する。
【００９１】
図６に示されている如く、回転速度マージン演算部７４は乗算器８０を有し、乗算器８０はアシスト電流Ｉpsにトルク定数Ｋpsを乗算することにより、パワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaを演算する。アシストトルクＴaは最大許容回転速度演算部８２へ入力され、最大許容回転速度演算部８２はアシストトルクＴaに基づいてマップ８４よりロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxを演算する。尚マップ８４はアシストトルクＴaと最大許容回転速度θpdmaxとの関係を記憶するものであり、図２に対応している。
【００９２】
また図６に示されている如く、回転速度マージン演算部７４は補正係数演算部８６、８８、９０を有している。補正係数演算部８６はエンジン回転数Ｎeと補正係数Ｋ1との関係を記憶するマップ９２を有し、エンジン回転数Ｎeが低いときにはエンジン回転数Ｎeが高いときに比して小さくなるよう、エンジン回転数Ｎeに基づいてマップ９２より補正係数Ｋ1を演算する。
【００９３】
補正係数演算部８８は電源６０の電圧Ｖbと補正係数Ｋ2との関係を記憶するマップ９４を有し、電圧Ｖbが低いときには電圧Ｖbが高いときに比して小さくなるよう、電圧Ｖbに基づいてマップ９４より補正係数Ｋ2を演算する。補正係数演算部９０は電源６０のバッテリの劣化度Ｄbと補正係数Ｋ3との関係を記憶するマップ９６を有し、劣化度Ｄbが高いときには劣化度Ｄbが低いときに比して小さくなるよう、劣化度Ｄbに基づいてマップ９６より補正係数Ｋ3を演算する。
【００９４】
尚補正係数Ｋ1及びＫ3は０よりも大きく且つ１以下の値であり、補正係数Ｋ2は０以上
且つ１以下の値である。また補正係数Ｋ1は図には示されていないオルタネータによる発電の状況を補償するための補正係数であり、補正係数Ｋ2及びＫ3は電源６０のバッテリの電気エネルギー供給能力についての補償を行うための補正係数である。
【００９５】
補正係数Ｋ1〜Ｋ3は掛け算器９８により互いに掛け算され、これによりエンジン回転数Ｎe、電源６０の電圧Ｖb、及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄbに基づく補正係数Ｋb、即ち電源６０が供給可能な電気エネルギーについての補償を行うための補正係数が演算される。補正係数Ｋbは掛け算器１００によって最大許容回転速度演算部８２により演算された最大許容回転速度θpdmaxに掛け算され、これにより補正後の最大許容回転速度θpdmaxaが演算される。
【００９６】
更に回転速度マージン演算部７４は加算器１０６を有し、加算器１０６によって補正後の最大許容回転速度θpdmaxaよりロアステアリングシャフト４０の前回の相対回転速度θpd(n-1)が減算され、これによりロアステアリングシャフト４０の回転速度の増大余裕度を示す回転速度マージンＭpdが演算される。
【００９７】
図７に示されている如く、目標相対角度演算部７０は車速Ｖに基づいてマップ１０８より目標ステアリングギヤ比Ｒgtを演算する。尚マップ１０８は、車速Ｖが低い領域に於いては目標ステアリンクギヤ比Ｒgtが標準値Ｒgoよりも大きい値になり、逆に車速Ｖが高い領域に於いては目標ステアリンクギヤ比Ｒgtが標準値Ｒgoよりも小さい値になるよう、車速Ｖと目標ステアリングギヤ比Ｒgtとの関係を記憶するものである。目標ステアリングギヤ比Ｒgtは掛け算器１１０によって操舵角θと掛け算され、これによりロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θptが演算される。
【００９８】
目標相対角度θptは最終目標相対角度演算部７８へ供給されると共に、目標相対角度変化量演算部７２の前回値記憶部１１２へ供給される。前回値記憶部１１２は次回に備えて目標相対角度θptを記憶する。また前回値記憶部１１２に記憶されている前回の目標相対角度θpt(n-1)が読み出され、加算器１１４によって今回の目標相対角度θpt(n)より前回の目標相対角度θpt(n-1)が減算され、これによりロアステアリングシャフト４０の目標角度変化量Δθptが演算される。
【００９９】
角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭpdとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimとの関係を記憶するマップ１１６を有している。そして角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭpdが大きいほど角度変化制限値Δθplimが大きくなるよう、回転速度マージンＭpdに基づいて角度変化制限値Δθplimを演算する。
【０１００】
最終目標相対角度演算部７８は図８に示されたフローチャートに従ってアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の最終の目標相対角度θpt(n)を演算する。
【０１０１】
まずステップ８１０に於いては例えば目標角度変化量Δθptが正の値である場合にアッパステアリングシャフト３８に対し相対的にロアステアリングシャフト４０を車両の左旋回方向へ回転させるものとして、目標角度変化量Δθptが０以上であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ８５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ８２０へ進む。
【０１０２】
ステップ８２０に於いては目標角度変化量Δθptが角度変化制限値Δθplimよりも大きいか否かの判別、即ち左右前輪の転舵駆動速度の大きさが過大になってアシスト切れが生じる虞れがあるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ８３０に於いて最終の目標相対角度θpt(n)が目標相対角度θptに設定され、肯定判別が行われたときにはステップ８４０に於いて最終の目標相対角度θpt(n)が前回の目標相対角度θpt(n-1)に角度変化制限値Δθplimが加算された値に設定される。
【０１０３】
ステップ８５０に於いては目標角度変化量Δθptが角度変化制限値Δθplimの符号反転値−Δθplimよりも小さいか否かの判別、即ち左右前輪の転舵駆動速度の大きさが過大になってアシスト切れが生じる虞れがあるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ８６０に於いて最終の目標相対角度θpt(n)が目標相対角度θptに設定され、肯定判別が行われたときにはステップ８７０に於いて最終の目標相対角度θpt(n)が前回の目標相対角度θpt(n-1)より角度変化制限値Δθplimが減算された値に設定される。
【０１０４】
かくして最終目標相対角度演算部７８は目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えるときには、目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimに低減されるよう目標相対角度θptを修正するが、目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えていないときには、目標相対角度θptを修正しない。
【０１０５】
以上の説明より解る如く、第一の実施例によれば、パワーステアリング装置１４のアシストトルクＴa等に基づいてロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxが演算され、ロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxとロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θpdとの偏差θpdmax−θpdが回転速度マージンＭpdとして演算される。そして回転速度マージンＭpdが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimが演算され、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θptと実際の相対角度θpaとの偏差に基づく単位時間当りの目標角度変化量Δθptが演算される。
【０１０６】
更に目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えないよう、必要に応じて目標相対角度θptが修正され、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θpaが目標角度変化量Δθptになるよう操舵比可変装置１６の電動機４６が制御される。
【０１０７】
従ってロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θpdの大きさがロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxを越えること、及びこれに起因してパワーステアリング装置１４が所要のアシストトルクを発生することができなくなることを確実に防止することができる。よって緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
【０１０８】
例えばロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaが図２６に於いて点Ｐoにて示された値（それぞれθpdo、Ｔao）である状況に於いて、緊急回避操舵の如く運転者により非常に急激な操舵操作が行われる場合について考える。
【０１０９】
急激な操舵操作によりロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさが急激に上昇し、最大値を示す線Ｌを越える値θpd1へ変化し、これに伴ってパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴaの大きさがＴaoよりＴa1へ変化するとする。即ちロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaを示す点が図２６に於いて点Ｐ1にて示された位置へ変化するとする。またロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdがθpd1であるときにパワーステアリング装置１４が発生可能なアシストトルクＴaの最大値はＴa1maxであるとする。
【０１１０】
第一の実施例の制御が行われない従来の操舵制御装置の場合には、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴa1の大きさが最大値Ｔa1maxよりも大きくなるので、パワーステアリング装置１４はそれに要求されるアシストトルクＴa1を発生することができず、アシスト切れが発生する。
【０１１１】
これに対し第一の実施例によれば、運転者により緊急回避操舵の如き非常に急激な操舵操作が開始され、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdが上昇すると、回転速度マージンＭpdが小さくなる。従ってアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimが小さくなり、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimによって制限されるので、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴaの大きさが最大値を示す線Ｌを越えないよう、回転速度θpdの上昇が抑制される。
【０１１２】
かくして回転速度θpdの上昇が抑制されることにより、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaは図２６に於いて最大値を示す線Ｌよりも原点側の点Ｐ2（Ｔa2，θpd2）へ変化する。従ってパワーステアリング装置１４が発生するアシストトルクはそれに要求されるアシストトルクＴa1よりも低くなるが、非常に急激な操舵操作が行われる場合に於けるアシスト切れを確実に防止することができる。
【０１１３】
第二の実施例
図９は第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第二の実施例の図９の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成される。
【０１１４】
この第二の実施例に於いては、角度変化制限値演算部７６は第一の実施例のマップ１１６に対応するマップ１１７を備えた基本角度変化制限値演算ブロック１１８を有する。基本角度変化制限値演算ブロック１１８は回転速度マージンＭpdに基づいてマップ１１７より基本角度変化制限値Δθplimbを演算する。また角度変化制限値演算部７６は車速Ｖと補正係数Ｋ4との関係を記憶するマップ１２０を備えた補正係数演算ブロック１２１を有する。補正係数演算ブロック１２１は車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、車速Ｖに基づいてマップ１２０より補正係数Ｋ4を演算する。補正係数Ｋ4は掛け算器１２２により基本角度変化制限値Δθplimbと掛け算される。
【０１１５】
また角度変化制限値演算部７６は補正係数設定部１２４を有し、補正係数設定部１２４は運転者の操舵操作が速いときには運転者の操舵操作が遅いときに比して小さくなるよう、図１０に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ5を設定する。補正係数Ｋ5は乗算器１２６により掛け算器１２２の演算結果Ｋ4・Δθplimbと掛け算され、これによりＫ4Ｋ5Δθplimbの値が角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
【０１１６】
次に図１０に示されたフローチャートを参照して補正係数設定部１２４に於ける補正係数Ｋ5の設定ルーチンについて説明する。
【０１１７】
まずステップ１０１０に於いては例えば操舵角速度θdの絶対値が速い操舵判定の基準値θda以上であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１０２０に於いて速い操舵を示すフラグＦsがオンに設定されると共に復帰カウンタＣrが０にリセットされる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ１０３０に於いて復帰カウンタＣrが１インクリメントされた後ステップ１０４０へ進む。
【０１１８】
ステップ１０４０に於いては復帰カウンタＣrが車両の安定を確保するための判定基準値Ｃra（正の定数）を越えているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１０５０に於いてフラグＦsがオフに設定されるが、否定判別が行われたときにはフラグＦsが変更されることなくステップ１０６０へ進む。
【０１１９】
ステップ１０６０に於いてはフラグＦsがオンであるか否かの判別、即ち速い操舵操作が行われているか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ１０７０に於いて補正係数Ｋ5が標準値である１に設定されるが、肯定判別が行われたときにはステップ１０８０に於いて補正係数Ｋ5が予め設定された定数Ａ（０よりも大きく１よりも小さい）に設定される。
【０１２０】
かくして第二の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
【０１２１】
特に第二の実施例によれば、車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、車速Ｖに基づいて補正係数Ｋ4が演算され、補正係数Ｋ4が角度変化制限値Δθplimと乗算されることにより角度変化制限値Δθplimが修正される。従って車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができる。
【０１２２】
また運転者の操舵操作が速いときには運転者の操舵操作が遅いときに比して小さくなるよう、補正係数Ｋ5が可変設定され、補正係数Ｋ5が角度変化制限値Δθplimと乗算されることにより角度変化制限値Δθplimが修正される。従って運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができる。
【０１２３】
第三の実施例
図１１は第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第三の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第三の実施例の図１１の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成される。
【０１２４】
この第三の実施例に於いては、角度変化制限値演算部７６は第二の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１１８を有し、基本角度変化制限値演算ブロック１１８は回転速度マージンＭpdに基づいてマップ１１７より基本角度変化制限値Δθplimbを演算する。また角度変化制限値演算部７６は補正係数設定部１２８を有し、補正係数設定部１２８は運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、図１２及び１３に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ6を設定する。補正係数Ｋ6は掛け算器１３０により基本角度変化制限値Δθplimbと掛け算され、これによりＫ6・Δθplimbの値が角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
【０１２５】
次に図１２及び１３に示されたフローチャートを参照して補正係数Ｋ6の設定ルーチンについて説明する。
【０１２６】
まずステップ１２１０に於いては車速Ｖが第一の基準値Ｖ1（正の定数）以下であり且つ操舵角速度θdの絶対値が第一の基準値θd1（正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１２２０に於いて低速での大舵角の操舵操作を示すフラグＦ1がオンに設定されると共に復帰カウンタＣ１が０にリセットされる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ１２３０に於いて復帰カウンタＣ1が１インクリメントされた後ステップ１２４０へ進む。
【０１２７】
ステップ１２４０に於いては復帰カウンタＣ1がアシスト切れを確実に防止するための判定基準値Ｃ1a（正の定数）を越えているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１２５０に於いてフラグＦ1がオフに設定されるが、否定判別が行われたときにはフラグＦ1が変更されることなくステップ１２６０へ進む。
【０１２８】
ステップ１２６０に於いてはフラグＦ1がオンであるか否かの判別、即ち低速での大舵角の操舵操作に起因するアシスト切れの防止が必要な状況であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ１２７０に於いて補正係数Ｋ6が標準値である１に設定されるが、肯定判別が行われたときにはステップ１２８０に於いて補正係数Ｋ6が予め設定された定数Ｋ6a（０よりも大きく１よりも小さい）に設定される。
【０１２９】
またステップ１３１０に於いては車速Ｖが第二の基準値Ｖ2（第一の基準値Ｖ1よりも大きい正の定数）以上であり且つ操舵角速度θdの絶対値が第二の基準値θd2（第一の基準値θd1よりも大きい正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１３２０に於いて中高速での急激な操舵操作を示すフラグＦ2がオンに設定されると共に復帰カウンタＣ2が０にリセットされる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ１３３０に於いて復帰カウンタＣ2が１インクリメントされた後ステップ１３４０へ進む。
【０１３０】
ステップ１３４０に於いては復帰カウンタＣ2がアシスト切れを確実に防止するための判定基準値Ｃ2a（正の定数）を越えているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１３５０に於いてフラグＦ2がオフに設定されるが、否定判別が行われたときにはフラグＦ2が変更されることなくステップ１３６０へ進む。
【０１３１】
ステップ１３６０に於いてはフラグＦ2がオンであるか否かの判別、即ち中高速での急激な操舵操作に起因するアシスト切れの防止が必要な状況であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ１３７０に於いて補正係数Ｋ6が標準値である１に設定されるが、肯定判別が行われたときにはステップ１３８０に於いて補正係数Ｋ6が予め設定された定数Ｋ6b（０よりも大きく１よりも小さい）に設定される。
【０１３２】
尚定数Ｋ6a及びＫ6bはそれぞれ低速での大舵角の操舵操作に起因するアシスト切れ及び中高速での急激な操舵操作に起因するアシスト切れを効果的に防止し得るよう、パワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６の仕様に応じて例えば実験的に設定されてよく、互いに同一の値であってもよい。
【０１３３】
かくして第三の実施例によれば、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、運転者の運転操作に応じて補正係数Ｋ6が可変設定される。そして補正係数Ｋ6が角度変化制限値Δθplimと乗算されることにより角度変化制限値Δθplimが修正される。従って運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる状況を確実に判定し、これらの操舵操作に起因してアシスト切れが生じることを確実に防止することができる。
【０１３４】
第四の実施例
図１４は本発明による車両の操舵制御装置の第四の実施例に於ける操舵比制御装置２０の機能ブロック図であり、図１５は図１４に示されたトルクマージン演算部を詳細に示す機能ブロック図であり、図１６は図１４に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図である。尚図１４乃至図１６に示された機能ブロック図による制御も、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【０１３５】
図１４に示されている如く、この第四の実施例に於いては、第一の実施例に於ける回転速度マージン演算部７４に代わるトルクマージン演算部１４０が、アシスト電流Ｉps、操舵角θの時間微分値である操舵角速度θd等に基づいてアシストトルクの増大余裕度を示すトルクマージンＭatを演算する。またこの第四の実施例に於いては、第一の実施例に於ける角度変化制限値演算部７６に代わる角度変化制限値演算部１４８が、トルクマージンＭatに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimを演算する。尚この第四の実施例の目標相対角度演算部７０、目標相対角度変化量演算部７２、最終目標相対角度演算部７８による制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成されるので、これらの制御の説明は省略する。
【０１３６】
図１５に示されている如く、トルクマージン演算部１４０は掛け算器１４２を有し、掛け算器１４２は目標相対角度演算部７０により演算される目標ステアリンクギヤ比Ｒgtの逆数１／Ｒgtと操舵速度θdとを掛け算することにより、操舵比可変装置１６の目標相対回転速度θd／Ｒgtを演算する。目標相対回転速度θd／Ｒgtは加算器１４３により操舵速度θdと加算され、これによりロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdが演算される。回転速度θpdは最大許容アシストトルク演算部１４４へ入力され、最大許容アシストトルク演算部１４４は回転速度θpdに基づいてマップ１４６よりパワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴamaxを演算する。尚マップ１４６はロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdと最大許容アシストトルクＴamaxとの関係を記憶するものであり、図２に対応している。
【０１３７】
また図１５に示されている如く、最大許容アシストトルクＴamaxは掛け算器１０１によって補正係数Ｋbと掛け算され、これにより補正後の最大許容アシストトルクＴamaxaが演算される。また乗算器８０がアシスト電流Ｉpsにトルク定数Ｋpsを乗算することにより、パワーステアリング装置１４の実際のアシストトルクＴaを演算する。更に加算器１０７によって補正後の最大許容アシストトルクＴamaxaより実際のアシストトルクＴaが減算され、これによりパワーステアリング装置１４のアシストトルクの増大余裕度を示すトルクマージンＭatが演算される。
【０１３８】
また図１６に示されている如く、第一の実施例に於ける角度変化制限値演算部７６に対応する角度変化制限値演算部１４８は、トルクマージンＭatとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimとの関係を記憶するマップ１５０を有している。そして角度変化制限値演算部１４８はトルクマージンＭatが大きいほど角度変化制限値Δθplimが大きくなるよう、トルクマージンＭatに基づいて角度変化制限値Δθplimを演算する。
【０１３９】
以上の説明より解る如く、第四の実施例によれば、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θpd等に基づいてパワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴamaxが演算され、パワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴamaxとパワーステアリング装置１４の実際のアシストトルクＴaとの偏差Ｔamax−ＴaがトルクマージンＭatとして演算される。そしてトルクマージンＭatが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimが演算され、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θptと実際の相対角度θpaとの偏差に基づく単位時間当りの目標角度変化量Δθptが演算される。
【０１４０】
そして第一乃至第三の実施例の場合と同様、目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えないよう、必要に応じて目標相対角度θptが修正され、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θpaが目標角度変化量Δθptになるよう操舵比可変装置１６の電動機４６が制御される。
【０１４１】
従ってロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θpdの大きさがロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxを越えること、及びこれに起因してパワーステアリング装置１４が所要のアシストトルクを発生することができなくなることを確実に防止することができる。よって据え切り操舵の如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
【０１４２】
例えばロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaが図２７に於いて点Ｐoにて示された値（それぞれθpdo、Ｔao）である状況に於いて、高摩擦係数の路面にて高積載状態での据え切りの如く運転者により操舵反力が非常に高くなる操舵操作が行われる場合について考える。
【０１４３】
操舵反力が非常に高くなる操舵操作によりパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴaの大きさが急激に上昇し、最大値を示す線Ｌを越える値Ｔa1へ変化し、これに伴ってロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさがθpdoよりθpd1へ変化するとする。即ちロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaを示す点が図２７に於いて点Ｐ1にて示され位置へ変化するとする。またパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴaの大きさがＴa1であるときにパワーステアリング装置１４がアシストトルクを発生することができるロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさの最大値はθpd1maxであるとする。
【０１４４】
第四の実施例の制御が行われない従来の操舵制御装置の場合には、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴa1の大きさが最大値Ｔa1maxよりも大きくなるので、パワーステアリング装置１４はそれに要求されるアシストトルクＴa1を発生することができず、アシスト切れが発生する。
【０１４５】
これに対し第四の実施例によれば、運転者により操舵反力が非常に高くなる操舵操作が開始され、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴaの大きさが大きくなると、トルクマージンＭatが小さくなる。従ってアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimが小さくなり、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimによって制限されるので、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴaの大きさが最大値を示す線Ｌを越えないよう、回転速度θpdの上昇が抑制される。
【０１４６】
かくして回転速度θpdの上昇が抑制されることにより、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaは図２７に於いて最大値を示す線Ｌよりも原点側の点Ｐ2（Ｔa2，θpd2）へ変化する。従ってパワーステアリング装置１４が発生するアシストトルクはそれに要求されるアシストトルクＴa1よりも低くなるが、操舵反力が非常に高くなる操舵操作が行われる場合に於けるアシスト切れを確実に防止することができる。
【０１４７】
第五の実施例
図１７は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第五の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第五の実施例の図１７の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第四の実施例の場合と同様に達成される。
【０１４８】
この第五の実施例に於いては、図１７に示されている如く、角度変化制限値演算部１４８は第四の実施例のマップ１５０に対応するマップ１５１を備えた基本角度変化制限値演算ブロック１４９を有する。基本角度変化制限値演算ブロック１４９はトルクマージンＭatに基づいてマップ１５１より基本角度変化制限値Δθplimcを演算する。また角度変化制限値演算部１４８は、上述の第二の実施例の場合と同様の補正係数演算ブロック１２１を有し、補正係数演算ブロック１２１は車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、車速Ｖに基づいてマップ１２０より補正係数Ｋ4を演算する。補正係数Ｋ4は掛け算器１２３により基本角度変化制限値Δθplimcと掛け算される。
【０１４９】
また角度変化制限値演算部１４８は、上述の第二の実施例の場合と同様に、運転者の操舵操作が速いときには運転者の操舵操作が遅いときに比して小さくなるよう、補正係数設定部１２４により図１０に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ5を設定する。補正係数Ｋ5は乗算器１２７により掛け算器１２３の演算結果Ｋ4・Δθplimcと掛け算され、これによりＫ4Ｋ5Δθplimcの値が角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
【０１５０】
かくして第五の実施例によれば、上述の第四の実施例の場合と同様、据え切り操舵の如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。また第五の実施例によれば、上述の第二の実施例の場合と同様、車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができると共に、運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができる。
【０１５１】
第六の実施例
図１８は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第六の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第六の実施例の図１８の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第四の実施例の場合と同様に達成される。
【０１５２】
この第六の実施例に於いては、角度変化制限値演算部１４８は第五の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１４９を有する。基本角度変化制限値演算ブロック１４９はトルクマージンＭatに基づいてマップ１５１より基本角度変化制限値Δθplimcを演算する。また角度変化制限値演算部１４８は上述の第三の実施例の場合と同様に補正係数設定部１２８を有し、補正係数設定部１２８は運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、図１２及び１３に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ6を設定する。補正係数Ｋ6は掛け算器１３１により角度変化制限値Δθplimcと掛け算され、これによりＫ6・Δθplimcの値が角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
【０１５３】
かくして第六の実施例によれば、上述の第三の実施例の場合と同様、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、運転者の運転操作に応じて補正係数Ｋ6が可変設定される。そして補正係数Ｋ6が角度変化制限値Δθplimと乗算されることにより角度変化制限値Δθplimが修正される。従って運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる状況を確実に判定し、これらの操舵操作に起因してアシスト切れが生じることを確実に防止することができる。
【０１５４】
第七の実施例
図１９は本発明による車両の操舵制御装置の第七の実施例に於ける操舵比制御装置２０の要部の機能ブロック図であり、図２０は図１９に示された角度変化制限値演算部を詳細に示す機能ブロック図である。尚図１９及び図２０に示された機能ブロック図による制御も、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【０１５５】
図１９に示されている如く、この第七の実施例に於いては、上述の第一乃至第三の実施例の場合と同様に回転速度マージン演算部７４によって回転速度マージンＭpdが演算されると共に、上述の第四乃至第六の実施例の場合と同様にトルクマージン演算部１４０によってトルクマージンＭatが演算される。
【０１５６】
また図１９に示されている如く、この実施例の角度変化制限値演算部１５２は第一の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の第一の角度変化制限値演算部７６と、第四の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の第二の角度変化制限値演算部１４８と、最小値選択部１５４とを有している。
【０１５７】
第一の角度変化制限値演算部７６は第一の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の要領にて回転速度マージンＭpdに基づいて第一の角度変化制限値Δθplim1を演算する。同様に第二の角度変化制限値演算部１４８は第四の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の要領にてトルクマージンＭatに基づいて第二の角度変化制限値Δθplim2を演算する。
【０１５８】
第一の角度変化制限値Δθplim1及び第二の角度変化制限値Δθplim2は最小値選択部１５４へ入力され、最小値選択部１５４は第一の角度変化制限値Δθplim1及び第二の角度変化制限値Δθplim2のうちの小さい方の値を選択し、その値を角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ出力する。
【０１５９】
図２０に示されている如く、第一の角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭpdとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの第一の角度変化制限値Δθplim1との関係を記憶するマップ１１６を有している。そして第一の角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭpdが大きいほど第一の角度変化制限値Δθplim1が大きくなるよう、回転速度マージンＭpdに基づいて第一の角度変化制限値Δθplim1を演算する。
【０１６０】
同様に第二の角度変化制限値演算部１４８はトルクマージンＭatとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの第二の角度変化制限値Δθplim2との関係を記憶するマップ１５０を有している。そして第二の角度変化制限値演算部１４８はトルクマージンＭatが大きいほど第二の角度変化制限値Δθplim2が大きくなるよう、トルクマージンＭatに基づいて第二の角度変化制限値Δθplim2を演算する。
【０１６１】
かくして第七の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様に回転速度マージンＭpdに基づいて第一の角度変化制限値Δθplim1が演算され、上述の第四の実施例の場合と同様にトルクマージンＭatに基づいて第二の角度変化制限値Δθplim2が演算される。そして第一の角度変化制限値Δθplim1及び第二の角度変化制限値Δθplim2のうちの小さい方の値が角度変化制限値Δθplimとされる。
【０１６２】
そして目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えないよう、必要に応じて目標相対角度θptが修正され、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θpaが目標角度変化量Δθptになるよう操舵比可変装置１６の電動機４６が制御される。
【０１６３】
従って第七の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができると共に、上述の第四の実施例の場合と同様、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
【０１６４】
第八の実施例
図２１は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第八の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第八の実施例の図２１の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第七の実施例の場合と同様に達成される。
【０１６５】
図２１に示されている如く、この第八の実施例に於いては、第一の角度変化制限値演算部７６は第二の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の要領にて回転速度マージンＭpdに基づいて第一の角度変化制限値Δθplim1を演算する。また第二の角度変化制限値演算部１４８は第五の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の要領にてトルクマージンＭatに基づいて第二の角度変化制限値Δθplim2を演算する。
【０１６６】
従って第八の実施例によれば、上述の第七の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合や運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
【０１６７】
また第八の実施例によれば、上述の第二及び第五の実施例の場合と同様、車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができると共に、運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができる。
【０１６８】
第九の実施例
図２２は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第九の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第九の実施例の図２２の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第七の実施例の場合と同様に達成される。
【０１６９】
図２２に示されている如く、この第九の実施例に於いては、第一の角度変化制限値演算部７６は第三の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の要領にて回転速度マージンＭpdに基づいて第一の角度変化制限値Δθplim1を演算する。また第二の角度変化制限値演算部１４８は第六の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の要領にてトルクマージンＭatに基づいて第二の角度変化制限値Δθplim2を演算する。
【０１７０】
従って第九の実施例によれば、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる状況を確実に判定することができ、これにより緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合や運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを上述の第七の実施例の場合よりも一層確実に防止することができる。
【０１７１】
第十の実施例
図２３は第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第十の実施例の図２３の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成される。
【０１７２】
この第十の実施例に於いては、角度変化制限値演算部７６は第二の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１１８を有し、基本角度変化制限値演算ブロック１１８は回転速度マージンＭpdに基づいてマップ１１７より基本角度変化制限値Δθplimbを演算する。また角度変化制限値演算部７６は操舵角θの絶対値と車速Ｖと補正係数Ｋ7との関係を記憶するマップ１５８を備えた補正係数演算ブロック１６０を有する。補正係数演算ブロック１６０は操舵角θの絶対値が大きいときには操舵角θの絶対値が小さいときに比して小さくなると共に、車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、操舵角θの絶対値及び車速Ｖに基づいてマップ１５８より補正係数Ｋ7を０以上で１以下の値として演算する。補正係数Ｋ7は掛け算器１６２により基本角度変化制限値Δθplimbと掛け算される。
【０１７３】
また角度変化制限値演算部７６は路面の摩擦係数μと補正係数Ｋ8との関係を記憶するマップ１６４を備えた補正係数演算ブロック１６６を有する。補正係数演算ブロック１６６は路面の摩擦係数μが低いときには路面の摩擦係数μが高いときに比して補正係数Ｋ8が大きくなるよう、路面の摩擦係数μに基づいてマップ１６４より補正係数Ｋ8を０以上で１以下の値として演算する。補正係数Ｋ8は乗算器１６８により掛け算器１６２の演算結果Ｋ7・Δθplimbと掛け算され、これによりＫ7Ｋ8Δθplimbの値が調停器１７０へ供給される。
【０１７４】
尚路面の摩擦係数μの求め方は本発明の要旨をなすものではないので、路面の摩擦係数μはアンチスキッド制御、トラクション制御、車輌の運動制御等に於いて一般的に採用されている任意の方法により検出又は推定された値であってよい。
【０１７５】
この第十の実施例が適用される車両には図示されていないプリクラッシュセーフティシステムが搭載されている。プリクラッシュセーフティシステムは車両の前方に障害物が検出されると、車速を制御すると共に操舵比可変装置１６によって左右前輪２２FL及び２２FRを転舵することにより車両の進行方向を変更し、これにより障害物に対する衝突の虞れを低減する。
【０１７６】
調停器１７０には障害物に対する衝突の虞れが高く操舵比可変装置１６の作動による車両の進行方向変更の緊急度Ｅscを示す信号がプリクラッシュセーフティシステムより入力される。車両の前方に障害物が検出されない通常走行時の如く車両の進行方向変更の緊急度Ｅscが基準値Ｅsc0以下であるときには、調停器１７０は掛け算器１６８より入力される値Ｋ7Ｋ8Δθplimbを角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ供給する。これに対し車両の進行方向変更の緊急度Ｅscが基準値Ｅsc0を越えるときには、調停器１７０は基本角度変化制限値演算ブロック１１８より入力される基本角度変化制限値Δθplimbを角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ供給する。
【０１７７】
また調停器１７０は、基本角度変化制限値Δθplimbを角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ供給する場合には、電源６０より供給される電力を使用して作動するオーディオ装置の如き他の装置１７２に対し、その出力を低減し又はその作動を一時的に停止するための電力消費低減指令信号を出力する。
【０１７８】
かくして第十の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合に於けるアシスト切れを確実に防止することができると共に、以下の理由により操舵トルクが高くなる状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
【０１７９】
一般に、操舵角θの絶対値が大きく車速Ｖが低いほど、左右前輪２２FL及び２２FRのセルフアライニングトルクに起因して電動パワーステアリング装置１４のラックバー２６の軸力が高くなるので、操舵トルクＴsが高くなる。そのため電動パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクが高くなり、電動パワーステアリング装置１４に必要とされる電力が高くなる。従って操舵角θの絶対値が大きく車速Ｖが低いほど、アシスト切れが生じ易くなる。
【０１８０】
第十の実施例によれば、操舵角θの絶対値が大きく車速Ｖが低いほど、補正係数Ｋ7が小さい値に演算され、これにより角度変化制限値Δθplimが小さい値に演算される。従って電動パワーステアリング装置１４に必要とされる電力が高くなるほど目標角度変化量Δθptの大きさが小さくなり、これにより操舵比可変装置１６によるロアステアリングシャフト４０の相対回転速度の大きさが小さくなって左右前輪の転舵駆動速度が低くなる。よってパワーステアリング装置１４が発生し得るアシストトルクを高くすることができ、これにより操舵トルクが高くなる状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
【０１８１】
また一般に、左右前輪２２FL及び２２FRが操舵される際の電動パワーステアリング装置１４のラックバー２６の軸力は路面の摩擦係数μによって異なり、路面の摩擦係数μが低いほどラックバー２６の軸力が低くなるので、操舵トルクＴsも低くなる。
【０１８２】
第十の実施例によれば、路面の摩擦係数μが低いほど、補正係数Ｋ8が大きい値に演算され、これにより角度変化制限値Δθplimが大きい値に演算される。従って路面の摩擦係数μが高い状況に於いて操舵トルクが高くなる場合のアシスト切れを効果的に防止しつつ、路面の摩擦係数μが低い状況に於いて操舵比可変装置１６によるロアステアリングシャフト４０の相対回転速度の大きさが不必要に小さくされ左右前輪の転舵駆動速度が不必要に低くされることを効果的に防止することができる。尚この作用効果は後述の第十一及び第十二の実施例に於いても同様に得られる。
【０１８３】
また第十の実施例によれば、操舵比可変装置１６の作動による車両の進行方向変更の緊急度Ｅscが基準値Ｅsc0を越えるときには、基本角度変化制限値演算ブロック１１８により演算される基本角度変化制限値Δθplimbが角度変化制限値Δθplimとされると共に、電源６０より供給される電力を使用して作動する他の装置１７２に対し電力消費低減指令信号が出力される。
【０１８４】
従って操舵比可変装置１６の作動により車両の進行方向を変更する必要性が高い状況に於いて、左右前輪の転舵駆動速度が低く制限されることを防止し、操舵比可変装置１６の作動による車両の進行方向の変更を効果的に行わせることができ、また電源６０より電力ができるだけ電動パワーステアリング装置１４へ供給される状況を確保することにより、アシスト切れをできるだけ防止することができる。尚この作用効果も後述の第十一及び第十二の実施例に於いても同様に得られる。
【０１８５】
第十一の実施例
図２４は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十一の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第十一の実施例の図２４の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第四の実施例の場合と同様に達成される。
【０１８６】
この第十一の実施例に於いては、角度変化制限値演算部１４８は第五の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１４９を有する。また角度変化制限値演算部１４８は第十の実施例の場合と同様の補正係数演算ブロック１６０及び１６６を有する。補正係数演算ブロック１６０により演算された補正係数Ｋ7は掛け算器１６３により基本角度変化制限値Δθplimcと掛け算される。補正係数演算ブロック１６６により演算された補正係数Ｋ8は乗算器１６９により掛け算器１６３の演算結果Ｋ7・Δθplimbと掛け算され、これによりＫ7Ｋ8Δθplimcの値が調停器１７４へ供給される。調停器１７４は第十の実施例の調停器１７０と同様に作動する。
【０１８７】
従って第十一の実施例によれば、上述の第四の実施例の場合と同様、据え切り操舵の如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。また第十一の実施例によれば、上述の第二の実施例の場合と同様、車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができると共に、運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθplimを早めに小さくすることができる。
【０１８８】
更に第十一の実施例によれば、上述の第十の実施例の場合と同様、プリクラッシュセーフティシステムによる自動操舵が行われる際の操舵トルクが高く、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクが高い状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
【０１８９】
第十二の実施例
図２５は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第十二の実施例の図２５の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第七の実施例の場合と同様に達成される。
【０１９０】
図２５に示されている如く、この第十二の実施例に於いては、第一の角度変化制限値演算部７６は第十の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１１８、掛け算器１６２及び１６８、調停器１７０を有している。第二の角度変化制限値演算部１４８は第十一の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１４９、掛け算器１６３及び１６９、調停器１７４を有している。また第一の角度変化制限値演算部７６及び第二の角度変化制限値演算部１４８は互いに共通の演算ブロックとして補正係数演算ブロック１６０及び１６６を有している。
【０１９１】
この第十二の実施例に於ける調停器１７０は第十の実施例の場合と同様基本角度変化制限値Δθplimbと値Ｋ7Ｋ8Δθplimbとの調停を行い、調停結果の値を第一の角度変化制限値Δθplim1として最小値選択部１５４へ供給する。また調停器１７４は第十一の実施例の場合と同様基本角度変化制限値Δθplimcと値Ｋ7Ｋ8Δθplimcとの調停を行い、調停結果の値を第二の角度変化制限値Δθplim2として最小値選択部１５４へ供給する。しかし調停器１７０及び１７４は電力消費低減指令信号を出力しない。
【０１９２】
この第十二の実施例に於いても、最小値選択部１５４は第一の角度変化制限値Δθplim1及び第二の角度変化制限値Δθplim2のうちの小さい方の値を選択し、その値を角度変化制限値Δθplimとして最終目標相対角度演算部７８へ出力する。そして最小値選択部１５４は電源６０より供給される電力を使用して作動する他の装置１７２に対し必要に応じて電力消費低減指令信号を出力する。
【０１９３】
即ち最小値選択部１５４は第一の角度変化制限値Δθplim1が基本角度変化制限値Δθplimbであり且つ第二の角度変化制限値Δθplim2よりも小さい場合に、換言すれば基本角度変化制限値Δθplimbを角度変化制限値Δθplimとする場合に、電力消費低減指令信号を出力する。或いは最小値選択部１５４は第二の角度変化制限値Δθplim2が基本角度変化制限値Δθplimcであり且つ第一の角度変化制限値Δθplim1よりも小さい場合に、換言すれば基本角度変化制限値Δθplimcを角度変化制限値Δθplimとする場合に、電力消費低減指令信号を出力する。
【０１９４】
従って第十二の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができ、上述の第四の実施例の場合と同様、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができ、更には上述の第十の実施例の場合と同様、プリクラッシュセーフティシステムによる自動操舵が行われる際の操舵トルクが高く、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクが高い状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
【０１９５】
また以上の説明より明らかである如く、上述の第一乃至第十二の実施例によれば、回転速度マージンＭpd又はトルクマージンＭatが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθplimが演算され、目標角度変化量Δθptの大きさが角度変化制限値Δθplimを越えないよう、必要に応じて目標相対角度θptが修正される。
【０１９６】
従ってアシスト切れの虞れがないときには目標相対角度θptが不必要に修正されることを防止することができ、これにより操舵比の制御をできるだけ適正に行うことができると共に、アシスト切れの虞れがあるときには目標相対角度θptが修正されない場合に比して確実にロアステアリングシャフト４０の回転速度の大きさを小さくし、左右前輪の転舵駆動速度が高いことに起因してパワーステアリング装置１４が所要のアシストトルクを発生し得なくなることを確実に防止することができる。
【０１９７】
また上述の各実施例によれば、パワーステアリング装置１４が大型で高出力のものでなくてもアシスト切れを防止することができるので、運転者により低車速での大舵角の操舵操作や中高車速での急激な操舵操作が行われる際のアシスト切れを防止すべく、パワーステアリング装置を大型で高出力のものにする必要がなく、これによりパワーステアリング装置及び操舵比可変装置を備えた操舵制御装置を小型で低廉なものにすることができる。
【０１９８】
また上述の各実施例によれば、電源６０はパワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６に共通の電源であり、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置の何れも電源より供給される駆動電流を使用して作動する。上述の如く緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合や運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合には、操舵比可変装置１６の制御量が低減され、これにより消費される電力が低減される。従って電源６０が供給可能な電力が低下することに起因してパワーステアリング装置１４若しくは操舵比可変装置１６が適正に作動し得なくなる虞れを確実に低減することができる。
【０１９９】
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０２００】
例えば上述の各実施例に於いては、ロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θpdmaxはアシストトルクＴaに基づいて図２のグラフに対応するマップ８４より演算され、またパワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴamaxは回転速度θpdに基づいて図２のグラフに対応するマップ１４６より演算されるようになっている。しかし最大許容回転速度θpdmaxや最大許容アシストトルクＴamaxは図２８に於いて最大値を示す線Ｌよりも原点側にある破線Ｌ′にて示されている如く、実際の最大許容回転速度や最大許容アシストトルクよりも余裕のある値として演算されてもよい。
【０２０１】
同様に、角度変化制限値Δθplim、Δθplimb、Δθplimcは回転速度マージンＭpd又はトルクマージンＭatが大きいほど角度変化制限値Δθplimが大きくなるよう、回転速度マージンＭpd又はトルクマージンＭatに基づいてマップ１１６等より演算されるようになっているが、これらのマップは図２９に示されたグラフに対応するマップに置き換えられ、角度変化制限値Δθplim等は回転速度マージンＭpd又はトルクマージンＭatが小さいときには０になるよう演算されてもよい。
【０２０２】
また上述の各実施例に於いては、補正係数演算部８６〜９０により電源６０の電気エネルギー供給能力についての補正係数Ｋ2及びＫ3が演算され、補正係数Ｋ1〜Ｋ3の乗算値として演算される補正係数Ｋbが最大許容回転速度θpdmaxに掛け算され、これにより補正後の最大許容回転速度θpdmaxaが演算され、また補正係数Ｋbが最大許容アシストトルクＴamaxに掛け算され、これにより補正後の最大許容アシストトルクＴamaxaが演算されるようになっている。
【０２０３】
しかし図３０に示されている如く補正係数Ｋbが小さいほど最大許容回転速度θpdmaxaが小さくなるよう、補正係数Ｋbに応じてマップ８４が変更されるよう修正されてもよい。同様に図３１に示されている如く補正係数Ｋbが小さいほど最大許容アシストトルクＴamaxaが小さくなるよう、補正係数Ｋbに応じてマップ１４６が変更されるよう修正されてもよい。また回転速度マージンＭpdやトルクマージンＭatが補正係数Ｋbにて補正されてもよい。
【０２０４】
また上述の各実施例に於いては、補正係数Ｋ4〜Ｋ6は基本角度変化制限値Δθplimb、Δθplimcに乗算されるようになっているが、これらの補正係数が回転速度マージンＭpdやトルクマージンＭatに乗算され、その補正後の回転速度マージンＭpdやトルクマージンＭatに基づいて角度変化制限値Δθplimが演算されるよう修正されてもよい。
【０２０５】
また上述の各実施例に於いては、電源６０はパワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６に共通の電源であり、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置の何れも電源６０より供給される駆動電流を使用して作動するようになっている。しかし本発明はパワーステアリング装置及び操舵比可変装置に対し互いに異なる電源より駆動電流が供給される車両に適用されてもよい。
【０２０６】
また上述の各実施例に於いては、パワーステアリング装置１４のアシストトルクＴaはアシスト電流Ｉpsにトルク定数Ｋpsを乗算することにより演算されるようになっているが、アシストトルクＴaは当技術分野に於いて公知の任意に要領にて演算されてよい。
【０２０７】
また上述の第四乃至第九の実施例、第十一の実施例、第十二の実施例に於いては、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θpdは操舵速度θdと、目標ステアリンクギヤ比Ｒgtの逆数１／Ｒgtと操舵速度θdとの積との和として演算されるようになっているが、回転速度θpdは当技術分野に於いて公知の任意に要領にて演算されてよい。また回転速度θpdはパワーステアリング装置１４の電動機３２に回転速度に基づいて推定されてもよく、ロアステアリングシャフト４０に回転速度センサが設けられている場合にはその検出値であってよい。
【０２０８】
また上述の第十の実施例の構成が第二の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１２６により演算される値Ｋ4Ｋ5Δθplimbに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθplimbと値Ｋ4Ｋ5Ｋ7Ｋ8Δθplimbとを調停するよう構成されてもよい。
【０２０９】
同様に上述の第十の実施例の構成が第三の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１３０により演算される値Ｋ6Δθplimbに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθplimbと値Ｋ6Ｋ7Ｋ8Δθplimbとを調停するよう構成されてもよい。
【０２１０】
また上述の第十一の実施例の構成が第四の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１２７により演算される値Ｋ4Ｋ5Δθplimcに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７４が基本角度変化制限値Δθplimcと値Ｋ4Ｋ5Ｋ7Ｋ8Δθplimcとを調停するよう構成されてもよい。
【０２１１】
同様に上述の第十一の実施例の構成が第五の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１３１により演算される値Ｋ6Δθplimcに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７4が基本角度変化制限値Δθplimcと値Ｋ6Ｋ7Ｋ8Δθplimcとを調停するよう構成されてもよい。
【０２１２】
また上述の第十二の実施例の構成が第八の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１２６により演算される値Ｋ4Ｋ5Δθplimbに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθplimbと値Ｋ4Ｋ5Ｋ7Ｋ8Δθplimbとを調停するよう構成されてもよい。また乗算器１２７により演算される値Ｋ4Ｋ5Δθplimcに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７４が基本角度変化制限値Δθplimcと値Ｋ4Ｋ5Ｋ7Ｋ8Δθplimcとを調停するよう構成されてもよい。
【０２１３】
同様に上述の第十二の実施例の構成が第九の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１３０により演算される値Ｋ6Δθplimbに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθplimbと値Ｋ6Ｋ7Ｋ8Δθplimbとを調停するよう構成されてもよい。また乗算器１３１により演算される値Ｋ6Δθplimcに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ7及びＫ8が掛け算され、調停器１７4が基本角度変化制限値Δθplimcと値Ｋ6Ｋ7Ｋ8Δθplimcとを調停するよう構成されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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